[發明專利]基于Zeiss MCT-400CT掃描的巖心夾持器及其應用

在審

• 申請號: 201410665065.8
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104316548A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 楊永飛;姚軍;高瑩;魏微;張琦;趙建林;孫海;宋文輝;安森友
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

技術領域

本發明涉及一種基于Zeiss?MCT-400CT掃描的巖心夾持器及其應用，屬于石油天然氣實驗的物理實驗設備領域。

背景技術

非常規油氣藏開發過程中，其產能直接受多孔介質滲透率的影響，而介質滲透率取決于其微觀孔隙結構。致密介質的微觀孔隙結構又隨地層壓力發生變化，從而影響流體在其中的流動能力。這種地層壓力的改變引起介質微觀孔隙結構和宏觀滲透率的變化，進而影響油氣井產能的現象稱為壓敏效應。致密介質中的油氣藏，孔隙、喉道異常細小，滲流阻力很大，地層壓力的急劇降低而導致的壓力敏感性傷害更加嚴重。在致密油氣藏開發過程中，因地層壓力降低而引起的滲透率的壓力敏感性傷害不可避免。

為了實現大幅度提高油藏的原油采收率，其理論研究和技術開發決不能僅僅停留在宏觀層次上而必須深入石油的儲集、運移空間-多孔介質內部，從微觀層面上開展研究。復雜多樣的孔隙結構，使得僅用孔隙度和滲透率已經不能反映致密介質的物性特征，而需要更加微觀的參數來表征。只有通過對多孔介質內部孔隙空間的發育規模、空間分布對流體滲流的影響、流體在其中的分布規律、相互作用機理等一些決定流體在多孔介質中流動的宏觀現象的本質問題展開研究，才能夠從根本上認識微觀與宏觀的聯系，也只有在此基礎上才能真正找到研究提高原油采收率技術的正確方向和應該采取的技術手段，為現場生產提供可靠有力的技術指導。基于CT技術，利用數字巖心的微觀滲流理論與方法，可以定量表征每一個孔隙和喉道的幾何、拓撲信息，考慮致密介質和其中流體特有的屬性，深入每一個孔喉中進行流動過程的模擬分析，具有宏觀實驗和數值模擬無法比擬的優勢。

目前，實驗室中進行應力敏感實驗依據石油行業儲層敏感性評價標準SY/T?5358—2002，通過改變圍壓測得滲透率的變化進行應力敏感分析。而為了進一步觀測孔隙內部結構，就要依靠CT無損掃描技術，而正常實驗室使用的巖心夾持器壁面材料是不銹鋼，X射線無法通過壁面掃描內部巖心，兩者結合無法得到不同應力下巖心的孔隙結構。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于Zeiss?MCT-400CT掃描的巖心夾持器。其中，X射線可穿透所述夾持器壁面對內部巖心進行掃描，從而觀測到不同應力下巖心孔隙結構特征的變化。本發明既可以實現放入CT設備進行壓力敏感試驗，又可通過CT掃描得到孔隙的內部結構。

本發明還提供一種上述巖心夾持器的使用方法。

本發明的技術方案如下：

一種基于Zeiss?MCT-400CT掃描的巖心夾持器，包括夾持器殼體，其特征在于，所述夾持器殼體為可承受圍壓的碳纖維管。

根據本發明優選的，所述碳纖維管的參數為：密度為1.26～1.34g/cm³，拉伸強度≥73MPa，布氏硬度≥10。所述碳纖維管為碳纖維樹脂復合材料，其是市售材料，為聚砜，是略帶琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力學性能優異，具有剛性大，耐磨、高強度等優點。

根據本發明優選的，所述碳纖維管的抗拉強度≥3500MPa。

根據本發明優選的，所述碳纖維管的抗拉彈性模量為：230—430GPa。

一種上述巖心夾持器的使用方法，包括步驟如下：

1)將巖心安裝在所述巖心夾持器中，保持巖心夾持器的進口壓力值不變，緩慢增加巖心夾持器的圍壓，使凈圍壓依次升為下述的壓力點：P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7；P1＜P2＜P3＜P4＜P5＜P6＜P7；

2)在步驟1)所述凈圍壓的每個壓力點持續30min后，按中華人民共和國石油天然氣行業標準規定測定巖樣滲透率、并放入CT機中固定進行巖心掃描；

3)緩慢減小圍壓，使凈圍壓依次降為下述的壓力點P7、P6、P5、P4、P3、P2、P1；

4)在步驟3)所述凈圍壓的每一壓力點持續1h后，按中華人民共和國石油天然氣行業標準規定測定巖樣滲透率、并放入CT機中固定進行巖心掃描。

根據本發明優選的，所述P1＝2.0MPa、P2＝3.0MPa、P3＝5.0MPa、P4＝7.0MPa、P5＝9.0MPa、P6＝11MPa、P7＝13MPa。

根據本發明優選的，所述步驟1)中的巖心的直徑為1-2cm。

本發明的優勢在于：